بررسي جذب دي اكسيد كربن توسط ميكروجلبك در يك فتوبيوراكتور بيوفيلمي جديد

كارشناسي ارشد

در سال هاي اخير، استفاده از ميكروجلبك به عنوان يك منبع انرژي تجديدپذير به جاي سوختهاي فسيلي بيش از پيش مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. علاوه بر اين، ميكروجلبك مي تواند به عنوان يك فناوري زيست محيطي موثر براي كاهش گازهاي گلخانه اي مورد استفاده قرار گيرد. با وجود اين مزايا، به علت هزينه هاي فرايندي بالا، توليد انبوه ميكروجلبك در حال حاضر مقرون به صرفه نيست. كشت ميكروجلبك به صورت بيوفيلم، يك روش نوين است كه مي تواند راه حلي براي كاهش هزينه هاي فرايندي باشد. در صورت طراحي مناسب، اين روش مي تواند علاوه بر كاهش محيط كشت مصرفي، هزينه هاي آبگيري را نسبت به كشت معلق به شدت كاهش دهد. هدف از انجام اين پروژه، كشت ميكروجلبك كلرولا ولگاريس در يك فتوبيوراكتور بيوفيلمي جديد و بررسي نرخ تثبيت دي اكسيد كربن در اين سيستم مي باشد. در اين فتوبيوراكتور، از يك غشاي سراميكي با اندازه حفره هاي كمتر از 0.7 ميكرون به عنوان بستر كشت استفاده شده و از يك پمپ پريستالتيك براي انتقال پيوسته محيط كشت BG-11 به سطح غشا استفاده گرديد. از سيستم فوق براي جذب دي اكسيد كربن در هوا در غلظت هاي مختلف استفاده گرديد. دي اكسيد كربن از طريق يك كپسول دي اكسيد كربن تامين شده و با نسبت هاي مختلف با هوا تركيب و به فتوبيوراكتور تزريق گرديد. شدت جريان هواي حاوي دي اكسيد كربن توسط يك روتامتر بر روي 50 ميلي ليتر بر دقيقه تنظيم گرديد. ميزان دي اكسيد كربن جذب شده از طريق اندازه گيري غلظت دي اكسيد كربن در هواي ورودي و خروجي به فتوبيوراكتور از طريق يك سنسور مادون قرمز محاسبه شد. بر اساس نتايج آزمايشگاهي بدست آمده سرعت رشد بيوفيلم در حالت عدم استفاده از سديم بي كربنات در محيط كشت بسيار پايين بود. در ادامه سديم بي كربنات با غلظت 5 ميلي مولار در محيط كشت اضافه شد و جذب دي اكسيد كربن در سه غلظت مختلف CO2 در هواي ورودي (5/1%-5/2%-5/3%) بررسي گرديد. بر اساس نتايج بدست آمده بهره وري زيست توده در اين سه غلظت به ترتيب 773/3-045/4-118/4 گرم بر متر مربع بر روز و نرخ تثبيت دي اكسيد كربن به ترتيب 78/6-85/7-13/8 گرم بر متر مربع بر روز بود. بر اين اساس، با افزايش غلظت دي اكسيد كربن از 5/1% تا 5/2% بهره وري زيست توده و نرخ تثبيت دي اكسيد كربن افزايش چشمگيري داشت. ولي افزايش بيشتر غلظت دي اكسيد كربن در هواي ورودي تاثير قابل توجهي در بهبود نتايج نداشت.

194835

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر فهيمه نعيم پور

طراحي فرايند

دكتر حامد عابديني